银杏叶提取物改善学习记忆障碍的实验研究

摘要　为了探讨银杏叶提取物对中枢神经系统高级机能活动的作用, 为临床应用银杏叶提取物治疗认知功能障碍提供实验依据, 采用东莨菪碱所致老龄大鼠学习记忆障碍的拟老年性痴呆动物模型, 以水迷宫和避暗实验等学习记忆行为训练及生化检测方法, 观察用药前后动物学习记忆行为和海马乙酰胆碱及蛋白质含量的变化。

实验结果显示: 银杏叶提取物呈剂量依赖性显著改善实验动物的学习记忆能力 (P < 0105 或P < 0101) , 并显著增加海马脑区乙酰胆碱含量(P < 0105 或P < 0101)。结果表明: 银杏叶提取物可改善痴呆鼠学习记忆功能障碍。

关键词　银杏叶提取物，乙酰胆碱，学习记忆障碍

银杏是一种具有多种药理作用的中药, 从银杏叶中提取的主要药用成分为总黄酮类及银杏内酯等, 简称为银杏叶提取物(ex t ract s of ginkgo b iloba leaves,EGB)。近年研究显示, EGB 是一种天然的自由基清除剂, 可保护机体免受自由基引起的损害, 改善脑循环障碍和神经元的功能, 目前国内外已将EGB 广泛应用于治疗冠心病和脑缺血, 而关于EGB 对认知功能等高级神经功能活动影响的实验或临床研究少见报道。本研究旨在探讨EGB 对拟老年性痴呆大鼠学习记忆能力的影响, 并初步研究其可能机制, 为临床合理应用EGB 提供一定的实验依据。

1　材料和方法

1.1　实验材料

1.1.1　实验动物: 老年雄性W istar 大鼠, 月龄约20～24月, 体重650～820 g (幼龄鼠喂养至老龄) , 老年性痴呆动物模型参考 [ 1 ]的方法建立。

1.1.2　药物: 银杏叶提取物EGB (含总黄酮甙24% ,总内酯60% ); 东莨菪碱。

1.2　实验方法

1.2.1　实验分组: 将大鼠随机分为5 组: 正常老龄对照组、模型组、EGB 小剂量组 (75m gö kg)、EGB中剂量组 (150 m gö kg) , EGB 大剂量组 (500 m gökg) , 每组8 只, 采用灌胃给药, 其中正常老龄对照组和模型组以相同体积的生理盐水灌胃, 单次连续给药5 d, 于第6 d 测试水迷宫及避暗试验, 测试期间停止灌药。实验动物饲养于 (22±3) ℃环境中, 自由饮水, 自然光照。

1.2.2　学习记忆行为训练与学习记忆能力评定: ①分辨学习记忆训练与评估: 采用水迷宫法测试药物对拟痴呆大鼠学习记忆能力的影响。以痴呆大鼠自水迷宫起点游至终点安全台所需时间和途中进入盲端的错误次数, 作为衡量学习获得与记忆巩固能力的指标。②回避反应: 采用避暗试验测试药物对拟痴呆大鼠学习、记忆能力的影响。以大鼠到达暗环境被动回避试验所需时间和电击次数, 作为大鼠学习获得和记忆巩固能力的观察指标。

1.2.3　海马乙酰胆碱、蛋白质含量测定

改进的方法, 通过碱羟胺比色法测定海马的乙酰胆碱含量。海马蛋白含量测定方法如下: 在完成各实验步骤后, 将各组大鼠快速断头处死, 取海马部位分别称重, 加入T r is2 HCl缓冲液 (pH712) 研磨匀浆,离心、过滤。Low ry 法测定海马脑区的蛋白质含量。

1.3　统计学处理

所有实验数据均用 x q±s 表示, 数据处理采用 t检验及方差分析, 显著性水平为 P < 0105 或 P <0101。

2　结果

2.1　EGB对东莨菪碱 (Scop) 所致学习记忆障碍老龄鼠学习记忆能力的影响

　　连续7 d 的水迷宫试验发现: EGB 各剂量组造模大鼠游迷宫所需时间和途中错误次数均明显少于模型组 (P < 0105 或P < 0101) , EGB 大、中、小剂量组相互比较, 差异均具有显著性意义 (P < 0105 或P< 0101)。模型组与正常老龄对照组比较, 前者大鼠游迷宫所需时间和途中错误次数明显高于后者 (P <0101) 。

　　EGB 大、中、小剂量组造模大鼠为达到暗环境被动回避试验内容, 学习过程明显短于模型组 (P <0105或P < 0101)。EGB 大、中、小剂量组学会所需时间相互比较均有明显差别 (P<0101) , 模型组学习时间较正常老年对照组显著延长(P < 0101) ; EGB各剂量组发生电击的错误次数也明显少于模型组 (P<0101) , EGB 大剂量组电击次数显著少于中剂量组(P < 0101) 中剂量组明显少于小剂量组 (P < 0105) 。

2.2　EGB 对Scop 所致学习记忆障碍老龄鼠海马脑区乙酰胆碱 (Ach) 及蛋白质含量的影响

　　EGB 大、中、小剂量组造模大鼠海马A ch 含量明显高于模型组 (P < 0105 或P < 0101) , 而EGB 大剂量组的海马A ch 含量显著高于EGB 中、小剂量组(P < 0101)。另外, 与正常老龄对照组比较, 东莨菪碱致学习记忆障碍模型组大鼠海马脑区的蛋白质含量显著降低 (P < 0101) , 在给予EGB 后, 造模后的实验大鼠海马脑区蛋白质含量虽有所增加, 但无统计学意义 (P > 0105) ,

3　讨论

银杏是地球上存活最久的植物之一, 银杏叶始载于《本草品汇精要》 , 作为祖国的传统中药已沿用数千年。由于银杏叶的有效成分已基本确认, 近年来出现了一些关于银杏叶的临床药理学及应用研究。有迹象表明[4], 银杏叶提取物EGB 可能有提高学习记忆功能的作用, 但其具体机制有待深入探讨, 尤其EGB对老年性痴呆型学习记忆功能障碍的防治机理少见报导。

制作接近人类老年性痴呆的理想动物模型直接关系到实验的可靠性和实用价值, 近年来虽已建立多种拟老年性痴呆动物模型, 但多数仅能模拟老年性痴呆的生化、病理等某一方面改变, 因而对老年性痴呆发病机制及防治措施的深入研究有待开发更理想的动物模型。据报道[ 5 ], 通过抗胆碱能药物东莨菪碱建立的大鼠学习记忆障碍模型可作为研究老年性痴呆智能障碍的有效动物模型之一。本实验采用老龄大鼠造模, 更符合拟老年性痴呆动物的老龄特点, 也更接近人类老年性痴呆患者的机能状态。我们的实验结果发现: 模型组大鼠学习记忆能力显著低于正常老龄对照组, 提示本造模法稳定可靠, 适用于学习记忆等高级神经功能活动的研究。本研究通过水迷宫及避暗试验发现: EGB 能有效改善痴呆大鼠学习记忆能力, 提示EGB 在一定程度上可缓解痴呆老龄大鼠的智能障碍, 在 75～ 500m gö kg 范围内, EGB 的这种药理作用呈剂量依赖性增强。Chop in 等[ 6 ]对A lzheim er 病引起的记忆功能失调的小鼠模型, 给予EGB 150～ 500 m gö kg, 能明显减弱遗忘作用。另有类似研究指出EGB 呈剂量依赖性提高正常大鼠的学习记忆能力[ 7 ]。近年来有关EGB 的临床疗效观察也发现 EGB 可明显改善血管性痴呆患者的智能障碍, 这种作用可能与EGB 加速神经冲动的传导, 易化突触传递, 从而有利于信息获得、记忆巩固和再现有关[4,8]。由此可见, EGB 是一类作用广泛、疗效肯定的益智药, 具备较好的临床应用前景。

研究显示, 海马区蛋白质合成率的高低与学习记忆有密切关系[9], 另有研究发现东莨菪碱所致学习记忆障碍的机制可能是由于东莨菪碱抑制了脑内尤其海马区突触体蛋白质的合成, 影响神经信息的突触传递, 导致大鼠的学习记忆能力受到影响[1]。本实验模型组大鼠海马区蛋白质较正常老龄对照组显著降低,与上述结论相符, 也进一步说明本造模法经改进后仍稳定可靠。本实验还表明, EGB与其它益智药不同,它并未明显增加痴呆大鼠海马区业已降低的蛋白质含量, 故对蛋白质合成的促进作用可能不是EGB的益智作用机制。

中枢胆碱能系统的海马胆碱能投射纤维及基底前脑胆碱能细胞的功能障碍是导致各种类型痴呆动物学习记忆能力下降的重要原因, 这一研究成果为探讨动物学习记忆病理生理机制建立了一定的形态学和物质基础。我们的实验发现EGB 能明显提高老龄痴呆鼠海马脑区的A ch 含量, 且这种促进作用也呈剂量依赖性关系, 据此推测, EGB 可能通过增加学习记忆功能脑区的A ch 含量而改善痴呆动物的智能障碍。为了更深入全面地认识EGB 对老年性痴呆的益智机理, 尚待开展多模型、多剂型、多时程、多指标的系统研究。